這是一個電化學原電池，負電位較大的犧牲陽極被陽極極化，受到加速腐蝕。陽極溶解反應產生的金屬離子進入介質環境，釋放的電子通過電纜傳輸到被保護的金屬表面。對于電位相對正的金屬，同時發生陰極極化，使金屬電位向負方向移動到一定的保護電位，抑制被保護金屬表面的陽極過程，防止金屬被腐蝕。同時，被保護金屬表面的陰極過程被加速。加速的陰極還原反應消耗犧牲陽極溶解傳輸的電子，實現了陽極過程和陰極過程的電荷平衡，使陰極保護過程繼續進行。

鋁基犧牲陽極的開路電位略負于鋅基陽極，其理論電容遠高于鋅基和鎂基陽極，具有獨特的性能。但它是一種容易鈍化的金屬材料，容易在其表面產生致密連續、附著力好的氧化膜，甚至產生高阻硬殼，阻礙金屬的活化和溶解。目前，鋁基陽極被廣泛用于保護船舶、平臺、碼頭等海洋結構物。在海水中。在海泥(海底管道)和鹽水系統中也有成功應用，但還不能應用于土壤環境。鎂是典型的輕金屬，原子序數12，相對原子質量24.31，密度1.74g/cm，化合價2，熔點651℃。鎂的標準電極電位為-2.37(SHE)。

鋅的標準電極電位為-0.76V(SHE)，高純鋅在海水中的穩定電位為-0.82V(SHE)。這是一種比較活潑的金屬，與鋼和常用的金屬結構材料相比，帶負電荷。鋅陽極不適用于高阻土壤或淡水，但通常用于海水、某些化學介質和低阻土壤或灘涂。而鋅及鋅合金陽極理論發電量較小，但其電流效率as 犧牲陽極很高，在海水中達到95%，在土壤中達到65%以上。鋁也是典型的輕金屬，原子序數13，相對原子質量26.98，密度2.7g/cm，熔點660℃。鋁的標準電極電位為-1.66V(SHE)，在海水中的穩定電位約為-0.53 (She)。鋁的理論容量為2970A h/kg，是鋅的3.6倍，鎂的1.35倍。